《ch08电力电子装置》PPT课件

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1、第八章电力电子装置8.1开关电源8.2有源功率因数校正8.3不间断电源（UPS）8.4静止无功补偿装置8.5变频调速装置8.6电力电子系统可靠性概述开关电源的工作原理8.1.1指起电压调整功能的器件始终工作在线性放大区的直流稳压电源。稳压电源：通常分为线性稳压电源和开关稳压电源。简称开关电源(SwitchingPowerSupply)，指起电压调整功能的器件始终以开关方式工作的一种直流稳压电源。1、线性稳压电源：2、开关稳压电源：8.1.11、线性稳压电源：优点：优良的纹波及动态响应特性；缺点：（1）输入采用50Hz工频变压器，

2、体积庞大；（2）电压调整器件工作在线性放大区内,损耗大,效率低；（3）过载能力差。图8.1.1线性稳压电源方框图开关电源的工作原理8.1.12、开关电源：50Hz单相交流220V电压或三相交流220V/380V电压经EMI防电磁干扰电源滤波器，直接整流滤波，然后再将滤波后的直流电压经变换电路变换为数十或数百kHz的高频方波或准方波电压，通过高频变压器隔离并降压(或升压)后，再经高频整流、滤波电路，最后输出直流电压。通过取样、比较、放大及控制、驱动电路，控制变换器中功率开关管的占空比，便能得到稳定的输出电压。图8.1.2开关电源原

3、理框图工作原理：开关电源的工作原理8.1.1图8.1.2开关电源原理框图开关管占空比定义为：D=Ton/Ts；其中Ts为开关管的开关周期,Ton为一个周期内导通用时间。两种改变占空比的控制方式：1）脉冲宽度调制控制(PWM)开关电源的工作原理2、开关电源：2）脉冲频率调制控制(PFM)8.1.1图8.1.3PWM控制方式1）脉冲宽度控制：保持开关频率(开关周期Ts)不变，通过改变Ton来改变占空比D，从而达到改变输出电压的目的。如果占空比D越大，则经滤波后的输出电压也就越高。保持导通时间Ton不变，通过改变开关频率(即开关周期)

4、而达到改变占空比的目的。工作频率不固定，造成滤波器设计困难。开关电源的工作原理2）脉冲频率控制：8.1.1开关电源优点：（1）功耗小、效率高。（2）体积小、重量轻。（3）稳压范围宽。（4）电路形式灵活多样。开关电源缺点：主要是存在开关噪声干扰。开关电源的工作原理8.1.2开关电源的应用1、开关电源的应用图8.1.4直流操作电源电路原理图主电路采用半桥变换电路，额定输出直流电压为220V，输出电流为10A。8.1.22、各功能块的具体电路简介：(1)交流进线滤波器图8.1.5交流进线EMI滤波器该滤波器能同时抑制共模和差模干扰信号

5、。电路结构：Cc1、Lc和Cc2构成的低通滤波器用来抑制共模干扰信号，其中Lc称为共模电感，其两组线圈匝数相等，但绕向相反，对差模信号的阻抗为零，而对共模信号产生很大的阻抗。Cd1、Ld和Cd2构成的低通滤波器则用来抑制差模干扰信号。开关电源的应用作用：防止开关电源产生的噪声进入电网，或者防止电网的噪声进入开关电源内部，干扰开关电源的正常工作。8.1.2(2)启动浪涌电流抑制电路小功率电源：在整流桥的直流侧和滤波电容之间串联具有负温度系数的热敏电阻。大功率电路：将上述热敏电阻换成普通电阻，同时在电阻的两端并接晶闸管开关。(3)输

6、出整流电路小功率电源通常采用半波整流电路，而对于大功率电源则采用全波或桥式整流电路。开关电源的应用启动浪涌电流抑制电路限流电阻启动浪涌电流抑制电路输出整流电路半波整流8.1.2PWM控制器SG3525引脚说明开关电源的应用图8.1.6SG3525的内部结构①脚：误差放大器反相输入端；③脚：同步信号输入端，同步脉冲的频率应比振荡器频率fS要低一些；④脚：振荡器输出；⑤脚：振荡器外接定时电阻RT端，RT值为2kΩ～150kΩ；⑥脚：振荡器外接电容CT端，振荡器频率为fS＝1/CT(0.7RT+3R0);其中R0为⑤脚与⑦脚之间跨接的

7、电阻，用来调节死区时间，定时电容范围为0.001μF～0.1μF；⑦脚：振荡器放电端，外接电阻来控制死区时间，电阻范围为0～500Ω；⑧脚：软起动端，外接软起动电容，该电容由内部Uref的50μA恒流源充电。⑨脚：误差放大器的输出端；⑩脚：PWM信号封锁端，该脚为高电平时，输出驱动脉冲信号被封锁,用于故障保护；⑾脚：A路驱动信号输出；⑿脚：接地;⒀脚：输出级集电极电压；⒁脚：B路驱动信号输出；⒂脚：电源，其范围因为8V～35V；⒃脚：内部+5V基准电压输出。②脚：误差放大器同相输入端；8.1.2(4)控制电路（SG3525）该开

8、关电源采用双环控制方式，电压环为外环控制，电流环为内环控制。输出电压的反馈信号UOF与电压给定信号UOG相减，其误差信号经PI调节器后形成输出电感的电流给定，再与电感电流的反馈信号IOF相减得电流误差信号，经PI调节器后送入PWM控制器SG3525，然后与控制器